Олег Иванович Бирюков, техник-проектировщик
Дмитрий Игоревич Вольхин, канд. техн. наук, научный сотрудник
Никита Андреевич Гилев, техник-проектировщик
Николай Николаевич Головин, канд. техн. наук, мл. научный сотрудник
Дарья Михайловна Котина, техник-проектировщик
Анастасия Юрьевна Кутищева, канд. физ.-мат. наук, мл. научный сотрудник
Мирослав Евгеньевич Мяснянкин, техник-проектировщик
Борис Николаевич Нюшков, канд. физ.-мат. наук, доцент, ст. научный сотрудник
Илья Леонидович Новиков, канд. техн. наук, доцент, ст. научный сотрудник
Владимир Анатольевич Петров, мл. научный сотрудник
Константин Николаевич Савинов, мл. научный сотрудник
Лейла Рамисовна Столярова, мл. научный сотрудник
Светлана Геннадьевна Филатова, канд. техн. наук, доцент, ст. научный сотрудник
Никита Сергеевич Хайло, мл. научный сотрудник
Лаборатория предлагает услуги по проведению физических экспериментов, научных и прикладных исследований в области квантовой криогенной электроники, квантовых сверхпроводниковых микроволновых устройств, лазерной метрологии, предоставляет возможность дистанционной работы на оборудовании через интернет, а также проводит обучение и осуществляет методическую поддержку.
Лаборатория проводит научные исследования в области прецизионных методов и средств оптического и СВЧ-диапазонов, создания прецизионной электроники для измерений, включая квантовые измерения, выполняет работы по автоматизации измерений и физического эксперимента, программированию информационно-измерительных систем и комплексов.
Производитель: Entropy (Германия)
- не более 2 ГГц: 1,2 :1;
- от 2 до 8 ГГц: 1,4 :1;
- от 8 до 13 ГГц: 1,5 :1;
- от 13 до 20 ГГц: 1,7 :1;
- от 20 до 31,8 ГГц: 1,4 :1;
- от 9 кГц до 20 ГГц: ± 0,7 дБ;
- от 20 до 31,8 ГГц: ± 1,1 дБ;
- от 9 кГц до 200 МГц: - 54 дБн;
- от 200МГц до 2 ГГц: - 40 дБн;
- от 2 до 20 ГГц: - 65 дБн
Программное разрешение при программировании выходного напряжения на пределе:
Шум (пик-пик, 0,1-10 Гц) при программировании выходного напряжения на пределе:
Программное разрешение при программировании выходного тока на пределе:
Шум (пик-пик, 0,1-10 Гц) при программировании выходного тока на пределе:
Время установки выходного напряжения (при изменении от 10% до 90% от диапазона):
Разрешение при измерении напряжения по каналу 2, на пределе:
Уровень шума при измерении постоянного напряжения по 1 каналу (время отклика – 25 с, PLC – 5, усреднение -75, коэффициент подавления помех от сети питания – 110 дБ), на пределе:
Основные характеристики:
среды разработки – LabView, LabWindows CVI
MW13C
Серия криогенных малошумящих усилителей MW13C представляет собой линейные СВЧ-усилители на биполярных SiGe транзисторах. Предназначены для работы в рефрижераторах растворения при температуре менее 4°K. Используются в измерительных установках для усиления сигналов малой мощности. Применяются в измерениях параметров различных квантовых структур: СКВИД-усилителей, однофотонных детекторов.
Двухкаскадный вариант
Четырехкаскадный вариант
Основные параметры:
Полоса рабочих частот 0,7ГГц–3 ГГц;
Количество каскадов усиления 2 или 4;
Коэффициент усиления от 24 дБ, до 50 дБ при температуре окружающей среды 4°К;
Эквивалентная шумовая температура менее 4 К при температуре окружающей среды 4°К;
Потребляемая мощность на каскад менее 2,5 мВт.
Коэффициент усиления:
Двухкаскадный вариант
Четырехкаскадный вариант
Эквивалентная шумовая температура
MW612C
Широкополосный малошумящий СВЧ-усилитель на GaAs JFET транзисторах. Предназначен для работы в рефрижераторах растворения при температуре менее 4°K. Используется в измерительных установках для усиления сигналов малой мощности.
Основные параметры:
Полоса рабочих частот 6ГГц – 12 ГГц;
Количество каскадов усиления –4;
Коэффициент усиления более 30 дБ при температуре окружающей среды 4°К;
Эквивалентная шумовая температура менее 5 К при температуре окружающей среды 4°К;
Потребляемая мощность на каскад менее 7 мВт.
Коэффициент усиления при температуре 4°К
Эквивалентная шумовая температура
Источники питания криогенных СВЧ-усилителей
Источники регулируемого напряжения для питания многокаскадных криогенных СВЧ усилителей на биполярных или полевых JFET транзисторах.
Позволяют устанавливать напряжение на каждый каскад СВЧ-усилителя, измеряют потребляемый ток на каждом выходе. Реализация для питания до 4 транзисторных каскадов.
Технические характеристики
Впервые проведено экспериментальное исследование современных малошумящих кремниевых биполярных n-p-n и p-n-p транзисторов при криогенных температурах вплоть до 48 К и продемонстрирована возможность их применения при создании криогенных дифференциальных малошумящих усилителей с экстремально низким уровнем фликкер-шума, размещаемых в непосредственной близости к объекту измерения. Такие усилители необходимы при проведении прецизионных измерений, а также для подавления синфазных электромагнитных наводок.
Создана частотно-селективная система измерений параметров микроволновых квантовых структур при криогенных температурах, позволяющая значительно уменьшить влияние шумов и электромагнитных помех.
Для подавления высокочастотных помех в прецизионных измерительных системах был разработан модифицированный порошковый фильтр с рабочим диапазоном до 15 ГГц. Частота среза фильтра составила 2,5 кГц. Уровень затухания на частотах свыше 100 кГц – более 40дБ. Апробация частотно-селективной системы измерений при измерениях параметров СКВИДа и однотоновой спектроскопии цепочки из двух связанных кубитов подтвердила ее эффективность.
Разработан макет комбинированного рубидиевого стандарта частоты обеспечивающий генерацию монохроматических колебаний одновременно в оптическом и радио диапазонах. Предложены две независимые системы стабилизации частот: оптической частоты – на основе поглощения излучения атомами, СВЧ – на основе КПН резонансов. Достигнутые показатели относительной стабильности составили величину порядка 10^-8 для оптической частоты и 10^-10 – для СВЧ.
Создан лабораторный макет установки для измерения длин (расстояний) на основе фемтосекундного лазера и интерферометра Майкельсона, в которой в качестве меры длины используется интервал между импульсами фемтосекундного лазера с одновременной регистрацией интерференционной картины. Установка позволяет измерять длины (расстояния) от десятка сантиметров до сотен метров с точностью до долей дины волны, что недостижимо при реализации классических интерферометрических методов измерения с помощью монохроматического излучения. Достигнутая относительная погрешность составила величину 1,3?10^-8.
Предложена и апробирована двухволновая концепция генерации и трансляции импульсно-периодических метрологических сигналов. Впервые продемонстрирована возможность синхронной генерации и трансляции по протяженной активной волоконно-оптической линии с обратной оптической связью импульсно-периодических оптических сигналов на двух существенно различных длинах волн. Показано, что рассмотренный метод может быть использован для реализации активной волоконно-оптической линии протяженностью более 3 км.
|
Проведены экспериментальные исследования свойств пассивных и активных электронных компонентов при криогенных температурах [Новиков И. Л. Криогенный биполярный малошумящий усилитель постоянного тока для низкочастотных применений = Cryogenic bipolar low noise dc amplifier for low frequency applications / И. Л. Новиков, Д. И. Вольхин, А. Г. Вострецов. - DOI 10.31857/S0033849424010078 // Радиотехника и электроника = Radiotekhnika i elektronika. - 2024. – Т. 69, № 1. – С. 88–98; Volkhin D. I. Cryogenic Low-Noise Amplifier 1-3GHz / D. I. Volkhin, I. L. Novikov, A. G. Vostretsov. – DOI 10.1109/EDM58354.2023.10225128. // 24 International Conference of Young Professionals in Electron Devices and Materials (EDM) : proc., Novosibirsk, 29 June – 3 July 2023. – Novosibirsk : IEEE, 2023. – P. 800–803. – ISBN 979-8-3503-3687-0; Novikov I. L. Current-voltage and frequency response characteristics of low-noise bipolar transistors at cryogenic temperatures / I. L. Novikov, A. G. Vostretsov, D. I. Volkhin. - DOI 10.1016/j.cryogenics.2022.103571. // Cryogenics. - 2022. – Vol. 127. – Art. 103571 (9 p.); Разработаны статистические алгоритмы обработки сигналов и результатов измерений, обеспечивающие высокую точность измерений в условиях действия шумов и помех [Statistical algorithm for estimating the energy of a radio pulse when measuring the superconducting qubit–resonator system / A. E. Koltakova, S. E. Radchenko, S. G. Filatova, A. G. Vostretsov. - DOI: 10.3103/S8756699021020096. - Text: direct // Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing. - 2021. - Vol. 57, iss. 2. - P. 208–215; Vostretsov A. G. The estimation of parameters of pulse signals having an unknown form that are observed against the background of the additive mixture of the white gaussian noise and a linear component with unknown parameters / A. G. Vostretsov, S. G. Filatova // Journal of Communications Technology and Electronics. - 2021. - Vol. 66, iss. 8. - P. 938–947. - DOI: 10.1134/S106422692108009X; Vostretsov A. G. Algorithms for automatic measurement of SIS-type hysteretic underdamped Josephson junction's parameters by current-voltage characteristics / A. G. Vostretsov, S. G. Filatova. – DOI 10.1016/j.jnlest.2023.100230. // Journal of Electronic Science and Technology. – 2023. – Vol. 21, iss. 4. – Art. 100230 (13 p.)]. Проведено экспериментальное исследование спектроскопии сверхпроводникового потокового кубита в квазидисперсионном режиме [I. L. Novikov, B. I. Ivanov, A. N. Sultanov, Y. S. Greenberg, E. V. Il'Ichev // Physics of the Solid State. - 2016. - Vol. 58, iss. 11. - P. 2155–2159; B. I. Ivanov, I. L. Novikov, A. N. Sultanov, Y. S. Greenberg, A. V. Krivetskii, A. G. Vostretsov, E. Il'Ichev // JETP Letters (Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters). - 2016. - Vol. 103, iss. 6. - P. 425-430]. Показана возможность применения СВЧ усилителя для измерения сигналов на выходе сверхпроводникового квантового бита (кубита) в полосе до 4 ГГц [B.I. Ivanov, M. Grajcar, I.L. Novikov, A.G. Vostretsov et al. A microwave cryogenic low-noise amplifier based on SiGe heterostructures // Technical Physics Letters, V. 42, Iss.4, pp.380-383 (2016)]. Предложены способ и схема формирования последовательности фемтосекундных импульсов без сдвига частотной гребенки с селектируемой разностью фаз между огибающей и несущей [Дмитриев А.К., Дмитриева Н.И., Головин Н.Н., Бакланов Е.В., патент на изобретение №2701209 "Способ получения последовательности идентичных фемтосекундных импульсов"; A femtosecond pulse train with a selectable carrier-envelope offset phase / N. N. Golovin, N. I. Dmitrieva, E. A. Gorokhov, A. K. Dmitriev // Optics and Spectroscopy. - 2019. - Vol. 127, iss. 3. - P. 483–486]. Разработаны теоретические и экспериментальные основы для мобильных фемтоскундных оптических часов [I.I. Korel, B.N. Nyushkov, V.I. Denisov, V.S. Pivtsov, N.A. Koliada, A.A. Sysolyatin, S.M. Ignatovich, N.L. Kvashnin, M.N. Skvortsov and S.N. Bagaev / Hybrid highly-nonlinear fiber for spectral supercontinuum generation in mobile femtosecond clockwork // Laser Physics, 24 (7), 074012 (2014); V.S. Pivtsov, B.N. Nyushkov, I.I. Korel', N.A. Koliada, S.A. Farnosov, V.I. Denisov, "Development of a prototype compact fibre frequency synthesiser for mobile femtosecond optical clocks", Quantum Electronics 44 (6), 507–514 (2014)]. Предложены методы создания фемтосекундных стандартов частоты на основе фемтосекундного лазера и интерферометров Майкельсона и Фабри-Перо [E.V.Baklanov, A.K.Dmitriev, Stabilization of a femtosecond frequency standard using a Michelson interferometer, Quantum Electronics, vol. 46, No 3, pp.281-182, (2016); |
Гранты РФФИ
Грант РНФ
Грант Фонда перспективных исследований
Выполнение проекта «Развитие и исследование эффективности использования низкотемпературной и СВЧ-электроники для измерения структур на основе сверхпроводящих кубитов» проекта «Создание технологии обработки информации на основе сверхпроводящих кубитов» в составе консорциума (ФГУП "ВНИИА" (головная организация) и соисполнители МФТИ, МИСиС, МГТУ им. Н.Э. Баумана, Российский квантовый центр, Институт физики твердого тела РАН, Новосибирский государственный технический университет), 2016-2019.
Госзадание
Хозяйственные договоры
Патенты
Патент на изобретение № 2790064 Способ и система прецизионного измерения критического тока джозефсоновского перехода SIS-типа, 2023.
Патент на полезную модель № 209911 Криогенный малошумящий СВЧ усилитель., 2023
Свидетельство на программу для ЭВМ № 2023618541 Программа для моделирования и исследования электрических параметров джозефсоновского перехода SIS-типа, 2023.
Патент на изобретение № 2756483 Способ измерения спектра излучения, 2021.
Патент на изобретение № 2760624 Способ получения последовательности идентичных фемтосекундных импульсов для излучения с произвольной шириной спектра.
Свидетельство на программу для ЭВМ № 2023687844 Программа для обработки составного спектра излучения, 2023.
vostreczov@corp.nstu.ru
Тел. +73833462698, +79039003692
